Al-Ti体系原位合成Al_3Ti/ADC12复合材料

在超声场下,以Al-Ti为反应体系,采用熔体直接反应法原位合成Al_3Ti/ADC12复合材料。研究Ti加入量、超声时间以及功率对复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着超声功率的逐渐增加,Al3Ti颗粒尺寸变得愈加细小,分布也变得更为均匀;并且Ti的加入能够细化基体组织中的α-Al相,使其由原来的粗大树枝状逐渐转变为细小枝晶状、蔷薇状甚至近球状。然而,随着超声时间的增加,超声效果会出现先加强后减弱的趋势。Al_3Ti/ADC12复合材料的力学性能变化趋势与其组织变化趋势相一致,当Ti添加量为3%(质量分数)、超声功率为1.5kW、超声频率为20kHz、超声时间为6min时,其综合性能较好,抗拉强度达到247.34MPa,伸长率达到2.31%,比未施加超声的复合材料分别提高了21.3%和50.0%。

溶胶-凝胶法合成Y_3Al_5O_(12):Ce^(3+),Tb^(3+)稀土荧光粉的研究

采用溶胶－凝胶法在低温下合成了 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：０．０８Ｃｅ３＋； ０．１２Ｔｂ３＋稀土荧光粉．通过 Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析及激发、发射光谱测试结果表明：合成的粉末为ＹＡＧ晶体结构，粉体 的最大激发峰为２７３ｎｍ，最大发射峰为５４５ｎｍ，色坐标为：ｘ＝０．３３１；ｙ＝０．５５８，在２７３ｎｍ的紫 外光激发下发出明亮的绿光．

溶胶-凝胶法合成超细锂快离子导体Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉体及其表征

以Ti(OC4H9)4、Li(CH3COO).2H2O、Al(NO3).9H2O和NH4H2PO4为原料,采用溶胶-凝胶法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉体,并研究热处理温度对粉体结构的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对制备粉体的结构与性能进行表征。结果表明:溶胶凝胶法可合成纯相LATP粉体,降低热处理温度,且粉体结晶性良好,粒径小于1μm,室温下电导率为1.32×10-3 S/cm,673 K时电导率达到8.94×10-2 S/cm,473～673 K下活化能为31.55 kJ/mol。

液-固挤压Al_2O_(3sf)/LY12复合材料管材成形过程的数值模拟

针对液-固挤压复合材料管材的成形过程,采用热刚塑性准耦合有限元法进行了数值模拟,以揭示其塑性变形行为。通过自行开发的有限元模拟系统软件,利用网格重新划分技术,得到了复合材料液-固挤压变形过程中的应力场、应变场及变形力,并对有关问题进行了分析。与试验结果相比较,验证了该系统的可靠性,为保证制件成形质量和合理选择工艺参数提供了理论依据。

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3涂层及其对Ti6Al4V基合金的高温氧化防护性能

以Al(OC3H7)3(异丙醇铝)为原料,采用溶胶-凝胶法于Ti6Al4V基合金表面制备了不同厚度的Al2O3涂层。经SEM和XRD分析表明,涂层表面均匀、无裂纹,主要由非晶态Al2O3组成。研究了涂层对Ti6Al4V基合金等温(600℃和700℃)氧化行为的影响。结果表明,0.8μm厚涂层对合金的高温氧化防护性能最优。于700℃空气中等温氧化20 h,涂层样和空白样抛物线氧化速率常数分别为7.60×10-11、1.46×10-10g2/(cm4.s);涂层样氧化膜TiO2含量明显低于空白样;Al2O3涂层有效抑制了合金表面氧化膜的剥落和开裂;涂层样氧化膜厚度仅为空白样的1/2。

溶胶-凝胶、微波加热合成Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉体

以钛酸丁酯、硝酸锂、硝酸铝和磷酸为原料，采用溶胶-凝胶、微波加热的工艺合成了Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉体，并研究了热处理温度对粉体结构的影响。用X射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪（Fr—IR）、扫描电镜（SEM）对制备的粉体进行了表征。结果表明：溶胶凝胶、微波加热工艺与固相合成工艺相比可以显著地降低热处理的温度，缩短保温时间；前躯体经700～900℃微波热处理30min后均可合成纯相的Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉体，且结晶性良好，粉体的粒度为2～5μm。

电磁搅拌对Al_3Ti/ADC12复合材料半固态组织的影响

以Al-K2Ti F6为反应体系,采用电磁搅拌法制备了原位Al3Ti/ADC12复合材料半固态浆料,研究了不同搅拌参数对该复合材料半固态组织的影响,揭示了半固态组织在电磁场作用下的演变机理。结果表明:在本实验降温搅拌过程中,随着搅拌时间的逐渐增加,该复合材料半固态组织中的初生α-Al相形貌发生了多样性变化,经历了树枝状、蔷薇状、近球状的演变,其中在585℃时水淬取样的组织较佳,初生α-Al相主要呈近球状,弥散悬浮于液相中,平均尺寸约为35.2μm。在一定范围内,若固定相同的搅拌频率和搅拌时间,在降温搅拌过程中,随着搅拌电压的增大,晶粒形貌趋于圆整,尺寸逐渐变小;若固定相同的搅拌电压和搅拌时间,在降温搅拌过程中,随着搅拌频率的增大,晶粒逐渐细化而后又逐渐增大。

Sol-Gel法制备Bi_4Ti_3O_(12)薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜,利用X-射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其晶格结构和表面形貌进行了表征,制备的BTO薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构和表面平整致密。对700℃退火的BTO薄膜进行了铁电性能和疲劳特性测试,在测试电压为6 V时,剩余极化值2Pr约为12.5μC/cm2,矫顽电场2Ec约为116.7 kV/cm;经1×109次极化反转后,剩余极化值下降了24%,对其疲劳机理进行了探讨。

(Al_(16)Ti)^(n±)(n=0-3)离子团簇中Ti原子对电子结构及其与H_2O分子相互作用的显著影响

用密度泛函理论结合全电子自旋极化方法构建并优化出了最稳定的(Al16Ti)n±(n=0-3)离子团簇,研究了其几何结构、稳定性和电子结构.同时研究了水分子在(Al16Ti)n±(n=0-3)离子团簇表面的吸附结构和吸附能.研究结果与纯(Al17)n±(n=0-3)离子团簇的电子结构及其与H2O分子的相互作用规律做了对比.通过电子最高占据轨道和最低空轨道的空间分布,发现大部分的活性电子占据在Ti原子位置,少量电子根据曲率从大到小的顺序依次占据.通过分析最稳定的(Al16Ti H2O)n±(n=0-3)吸附化合物的几何结构可以看出,水分子都倾向于吸附在Ti原子上,并且为亲氧吸附.在所有的吸附化合物中,(Al16Ti H2O)+具有最短的平均O―H键长,比孤立H2O分子中的O―H键约长0.0003 nm,然后随着电子数的增加或减少,O―H键都会进一步被拉长.研究结果表明,Al团簇离子中Ti原子的掺杂可以有效提高H2O分子的解离效率.另外,在金属团簇的几何结构效应与杂质效应共同出现时,杂质的影响占据了主导地位.

溶胶-凝胶法引入烧结助剂制备SiC-Y_3Al_5O_(12)复相陶瓷

以碳化硅、六水硝酸钇、九水硝酸铝和六次甲基四胺为主要原料,通过溶胶-凝胶法引入Al2O3和Y2O3复合烧结助剂,液相烧结制备得到SiC-Y3Al5O12(Y3Al5O12简称YAG)复相陶瓷。采用DTA、TEM、XRD等分析测试技术研究了溶胶-凝胶法引入复合烧结助剂过程及复合烧结助剂对SiC-YAG陶瓷的烧结性能、力学性能、物相组成与显微结构的影响。结果表明:干凝胶在920℃左右已完全转变成YAG相,最终获得的YAG粒径小,并均匀分散在SiC表面的SiC-YAG复合粉体;复合粉体先干压、再等静压成型后,在1860℃下烧结45min,所制得复相陶瓷的相对密度达到了96.5%,抗弯强度达到486MPa,断裂韧性达到5.7MPa·m1/2。

Al^(3+)/Bi_4Ti_3O_(12)薄膜的制备及其光催化性能表征

采用溶胶-凝胶法制备了掺Al3+的Bi4Ti3O12薄膜(Bi1-xAlxTi3O12)。采用分光光度法研究了薄膜对甲基橙溶液的降解,以及Al3+对薄膜的光催化效果影响。光催化结果表明,Al3+的掺杂量为2atm%时,薄膜的光催化效果最好,比未掺杂前提高57.9%,且吸收边红移量为36nm。

Al_2O_3对BaSm_2Ti_4O_(12)介质陶瓷介电性能的影响

本文以BaCO3、Sm2O3、TiO2和Al2O3为原材料,用常规的固相法制备了BaSm2Ti4O12陶瓷粉末,研究了Al2O3含量对BaSm2Ti4O12介质陶瓷结构和性能的影响。XRD衍射实验结果表明:添加少量Al2O3后,Al3+处于BaSm2Ti4O12钨青铜型结构化合物空隙较小的C位置,形成填隙型固溶体。它填充了BaSm2Ti4O12中的氧空位,减少了氧空位缺陷,降低了材料的tanδ。当Al2O3添加量为0.4 wt%时,得到了介电常数εr为65、介质损耗tanδ<2.2×10-4、体积密度ρ≥5.4g/cm3的介质材料。

溶胶-凝胶法制备Ca_(0.9)La_(0.2/3)Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷及电性能研究

以Ca(NO3)2.4H2O、Cu(NO3)2.3H2O、La(NO3)3、Ti(OC4H9)4为先驱体,利用溶胶-凝胶法合成了Ca0.9La0.2/3Cu3Ti4O12陶瓷粉体,研究了不同物相和粒径粉体的烧结特性以及陶瓷的介电性能和非线性性能。结果表明:干凝胶的煅烧温度低于450℃时,所得粉体主要为无定型态;煅烧温度超过500℃后,晶相开始大量形成;当以无定型粉体或500℃煅烧获得的细小粒径粉体为原料时,均难以获得致密结构的陶瓷;形成完整的粉体原料晶相以及粒径的增大,有利于陶瓷体的致密烧结及电性能的提高。粒径为250～350 nm的陶瓷粉体,在1050℃烧结后获得良好的电性能:介电常数εr=42748,非线性系数α=3.55。

溶胶-凝胶法制备Na_(1/2)La_(1/2)Cu_3Ti_4O_(12)粉体及陶瓷的结构与巨介电性研究

采用溶胶-凝胶法制备Na_(1/2)La_(1/2)Cu_3Ti_4O_(12)(NLCTO)粉体和陶瓷样品,探讨不同Ti^(4+)浓度、pH值和水含量对NLCTO粉体和陶瓷结构的影响。结果表明在Ti^(4+)浓度为0.75~1.0mol/L,pH=0.3~1.3,[H_2O]/[Ti^(4+)]=11∶1的条件下制备的干凝胶在800℃预烧后,粉体分散程度较好,颗粒均匀。在获得优越NLCTO粉体基础上制备的陶瓷材料介电常数约可达到1.9×10~4以上,介电损耗降低到0.039。

微波诱发溶胶-凝胶自燃烧法一步合成单相Bi_(3.25)La_(0.75)Ti_3O_(12)纳米粉体

将溶胶-凝胶法与微波自然烧法相结合,利用微波诱发自燃烧技术一步合成了Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)纳米粉体。根据相关络合反应及其反应平衡常数所进行的理论计算,确定了前驱体溶液的最佳pH值和柠檬酸(CA)/金属离子(M)的物质的量比。分别利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对前驱体及合成的纳米粉体进行了表征,结果表明,微波诱发溶胶-凝胶自燃烧法能一步合成具有层状钙钛矿结构的单相BLT纳米粉体。当pH=6、n(CA)/n(M)=2.5以及氧化度Q=80%时,合成的单相BLT纳米粉体的平均晶粒尺寸约为30nm。

用以分解氟里昂-12的新型催化剂WO_3/Al_2O_3

The catalytic decomposition of dichlorodifluoromethane(CFC 12) in the presence of water vapour has been carried out on WO 3/Al 2O 3 prepared by impregnating Al(OH) 3 with aqueous ammonium metatungstate followed by drying and calcining at 700 ℃ in air. On WO 3/Al 2O 3 CFC 12 was decomposed completely at 305 ℃, while on simple Al 2O 3 it needed 370 ℃; WO 3 had only a poor activity. NH 3 TPD results showed that this enhancement in activity can be explained in terms of the great acidity of WO 3/Al 2O 3. No by product was detected during decomposition of CFC 12 on WO 3/Al 2O 3, but on unmodified Al 2O 3 CFC 13 was found to be amounted to 4%. The CFC 12 conversion over WO 3/Al 2O 3 at 295 ℃ decreased from 97% to 90% in first 8 h and then took a steady value.

正电子湮没研究Al、Nb共掺CaCu3Ti4O12陶瓷高介电常数机理

关于CaCu3Ti4O12陶瓷的高介电常数机理,目前广泛接受的是非本征的内阻挡层电容模型。该模型认为在多晶中元素变价、缺陷和非化学计量比等导致的半导化晶粒被绝缘晶界层,即内阻挡层所包围。其中内阻挡层的厚度对材料的介电性能影响较大,而扫描电子显微镜(SEM)测试表明样品晶界呈稀烂的果酱状,SEM难以测量晶界区域绝缘内阻挡层厚度。本文采用正电子湮没技术表征其厚度,通过对CaCu3Ti4O12陶瓷共掺不同浓度的Al、Nb(CaCu3Ti4-xAl0.5xNb0.5xO12,x=0.2%、0.5%、5.0%)改变其晶粒和晶界的微观结构,研究CaCu3Ti4O12陶瓷高介电常数机理。正电子湮没结果显示,掺杂样品符合多普勒展宽谱S参数的变化趋势与平均寿命的变化趋势一致。x=0.5%掺杂样品的介电常数最高,其平均寿命、S参数和湮没长寿命成分均最小,阻挡层最薄。实验结果验证了描述CaCu3Ti4O12陶瓷高介电常数机理的内阻挡层电容模型的预测。

Al_2O_3/Ti_3SiC_2层状复合材料的制备与性能

采用两种方法制备Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料,一是原位-热压法,即Ti3SiC2是在层状材料的制备过程中同时被合成的;一是分步法,即制备过程分两步进行,首先制备出Ti3SiC2高纯粉,再采用热压法进行烧结制备层状材料。两种方法制备的Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料强度保持在450MPa以上,断裂功达到1200～1560J/m2,相对Al2O3块体材料提高十余倍。另外,不同的制备方法得到不同的组成和显微结构,决定了这两种Al2O3/Ti3SiC2层状复合材料性能的差异:前者强度较高韧性较低,后者强度较低而韧性较高。

Y_3Al_5O_(12)∶Eu^(3+)磷光体的溶胶凝胶法合成及发光特性

以金属烷氧基化合物为原料,采用溶胶 凝胶法在1000℃下合成了Eu3+掺杂的Y3Al5O12(YAG)磷光体。利用TG DSC,XRD和发光光谱等对样品进行了表征。结果表明,YAG∶Eu3+的晶相形成温度为991℃。Eu3+在非晶态和晶态YAG中的发射光谱有明显差异。研究了Eu3+含量和烧结温度对Eu3+的5D0→7F1和5D0→7F2发射峰强度的影响。随煅烧温度的升高和Eu3+浓度的增加,Eu3+发射峰强度增强。

用3种方法合成Y_3Al_5O_(12)∶RE^(3+)(RE=Eu,Dy)发光粉的对比研究

以金属硝酸盐为反应原料 ,分别采用柠檬酸 凝胶法、共沉淀法和固相法制备了YAG和YAG∶RE3+ (RE =Eu ,Dy) (1% ,摩尔分数 )发光粉 ,并通过XRD ,TG DTA和发光光谱对样品进行了表征。柠檬酸 凝胶法、共沉淀法和固相法制备的YAG和YAG∶Eu的晶相形成温度分别是 80 0和 90 0℃。Eu3+ 在非晶态和晶态YAG中其激发和发射光谱有明显差异 ,在一定温度范围内 ,发光强度随烧结温度的升高而增强。由于碳杂质的存在 ,90 0和 10 0 0℃下柠檬酸 凝胶法制备样品的发射强度较其他两种方法低。